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太陽光発電のオンライン制御化に向けてオンライン化の費用対効果等について～

2022年8月5日
一般社団法人 太陽光発電協会
本資料は、太陽光発電事業者がオンライン制御化を進める場合の参考となるように、第37回系統ワーキンググループ（2022年3月30日開催）にて太陽光発電協会が発表した資料をベースに作成したものです。
2022年9月5日修正版
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目

次０．はじめに
１．九州エリア 旧ルール太陽光のオンライン化対応状況のアンケート結果
２．九州以外のエリア 旧ルール太陽光 オンライン化対応状況アンケート結果
３．旧ルール太陽光のオンライン制御化の初期費用の想定目安
４．オンライン化の想定メリット
５．オンライン化のメリット算定結果について:九州エリアの例
６．オンライン化による初期費用回収期間の目安:九州エリアの例
７．オンライン化の費用・メリット想定時の留意事項

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０．はじめに 電力の需給バランスを保つための必要な措置として実施される「再エネの出力制御」に関しては、2022年3月迄は九州エリアのみで実施されていた。
 2022年4月以降は、北海道、東北、中国、四国のエリアにおいても出力制御が始まり、将来は、カーボンニュートラル（CN）の実現に向けて再エネの導入が拡大すれば、日本全国で実施されることが想定される。
 再エネの出力制御は社会的コスト全体を抑制しつつ、再エネの最大限の導入を進めるうえで必要な措置であるが、その増大は、再エネ事業者にとっては事業予見性が損なわれ、またCNの実現に向けた再エネの最大活用にとっても望ましくないため、可能な限り出力制御を減らすための取組みが系統WGで議論され推進されている。
 出力制御の低減に向けた取組みとしては、「地域間連系線の増強・最大活用」、「火力電源等の最低出力引き下げ」、「揚水式水力や蓄電池の活用」、「需要創出」等があり、再エネ電源が出来ることとしては「オンライン制御化」等がある。
 九州エリアの場合、太陽光発電のオフライン制御は前日16時に制御量を確定し、発電事業者自らが当日8～16時に発電を停止する。一方、オンライン制御は当日2時間前の需給予測に応じた柔軟な調整が可能であり、必要時間帯のみ制御されるため、オフライン制御に比較して制御量の低減が可能となる。九州エリアではオンライン制御化により再エネ制御量を約3割低減できたとの報告（2018年度実績）があり、他のエリアにおいても同様の効果が期待できる。
 旧ルールの太陽光発電所の場合、オンライン制御化は義務ではないが、オンライン化に伴う費用よりも制御量削減のメリットが上回る可能性が十分あるため、本資料を参考に費用とメリットの定量化・評価を実施頂ければ幸いである。

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１．九州エリア 旧ルール太陽光のオンライン化対応状況のアンケート結果
出力制御が既に実施されている九州エリアの旧ルール太陽光のオンライン化への当協会会員の対応状況:

①500kW未満:現在制御対象外であり、 オンライン化未対応（予定なし/未定）97％であり、対応済みは２％のみ②500kW以上 : 既に制御対象であり、オンライン化未対応（予定なし/未定）は3％と少なく、対応済みは44％、計画中が23％、未対応だが遠隔で出力停止可能が30％ 対応していない理由:PCS等がオンライン化に対応していない。オンライン化の費用が高い（メリットに比べ）。遠隔で出力停止可能でありオンラン化は不要と考えている等。
 課題:①500kW未満は殆どが未対応であり、オンライン化の啓発活動が重要。②500kW以上は、計画中を含め対応済みが7割程度とオンライン化が進んでいる。課題は「未対応だが遠隔で出力停止可能（30％）」についても、オンライン化のメリットを定量的に評価し可能な限りオンライン化を進めることが重要。
・アンケート実施期間:2021年12月
・アンケ―ト実施対象:旧ルール太陽光を九州エリアに所有している太陽光発電協会の会員企業①500kW未満②500kW以上
・回答件数:14社（計241MW)（発電所の規模別）
出力制御オンライン化未対応（予定なし/未定）
オンライン化未対応だが遠隔で出力停止可能※1
オンライン化を計画中(検討中含む）オンライン化に対応済
合計容量（MW)10～50kW
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0

50～500kW
60.0
0.5
0.0
1.0
61.5

500～２MW
5.0
33.9
0.0
50.4
89.3

２MW以上
0.0
20.0
40.8
29.0
89.8

(単位:MW)
合計
65.0
54.4
40.880.4240.6※１:電力会社指定の出力制御の技術仕様には対応していないが、事業者が遠隔で出力をゼロにできる機器を設置し技術者の現地派遣を回避している。

九州エリア②500kW以上

２MW以上②500kW以上①500kW未満

旧ルール太陽光 規模別

1%

2%

3%

500～２MW30%

44%50～500kW
10～50kW①500kW未満
0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

MW

50.0

60.0

70.0

97%

23%

4

２．九州以外のエリア 旧ルール太陽光 オンライン化対応状況アンケート結果
九州以外のエリアの旧ルール太陽光のオンライン化への当協会会員の対応状況:

①500kW未満:現在制御対象外であり、 オンライン化未対応（予定なし/未定）81％であり、対応済みは５％のみ②500kW以上 : 既に制御対象であり、オンライン化未対応（予定なし/未定）は23％、対応済みは40％、計画中が14％、未対応だが遠隔で出力停止可能が23％ 対応していない理由:オンライン化のメリットが不明（抑制の実績がない）、PCS等がオンライン化に対応していないから等。
 課題:アンケ―トが実施された2021年12月時点では出力制御が開始されていないこともあり、九州エリアに比べオンライン化が進んでいない。現在制御の対象となってない①500kW未満については未対応が8割以上と高く、②500kW以上についても、計画中を含め対応済みが5割程度に留まっている。特に、2022年4月以降に出力制御が開始されたエリアや、始まる可能性が高いエリアにおいては、メリットの定量化を含め、オンライン化に向けた準備を進めることが重要。
・アンケート実施期間:2021年12月
・アンケ―ト実施対象:旧ルール太陽光を九州以外のエリアに所有している太陽光発電協会の会員企業
・回答件数:14社（計582MW)①500kW未満②500kW以上（発電所の規模別）
出力制御オンライン化未対応（予定なし/未定）
オンライン化未対応だが遠隔で出力停止可能※１
オンライン化を検討中/計画中オンライン化に対応済
合計容量（MW)10～50kW4.00.00.00.0
4.050～500kW
27.0
1.6
3.8
2.034.4500～２MW
35.3
110.3
13.7
100.1
259.3

(単位:MW)
合計
155.3
123.8
81.8
221.1
581.9

２MW以上
89.0
11.964.3
119.0284.2※１:電力会社指定の出力制御の技術仕様には対応していないが、事業者が遠隔で出力をゼロにできる機器を設置し技術者の現地派遣を回避している。

九州以外のエリア 旧ルール太陽光

規模別

２MW以上

①500kW未満②500kW以上

500～２MW

4%

10%

5%
23%
40%

50～500kW①500kW未満

10～50kW
0.0

20.0

40.0

60.0

MW

80.0

100.0

120.0

140.0

②500kW以上

23%

81%
14%

5

３．旧ルール太陽光のオンライン制御化の初期費用の想定目安
以下の初期費用の金額は、会員企業数社へのヒヤリングとアンケートに基づくものであり、あくまでも一例としての目安である。実際の費用は、条件によって大きく異なることに留意が必要。また、初期費用に加えて通信費等も発生。
実際の費用を算出する際は、発電所毎にPCSメーカーやサービス提供者から費用見積もりの入手が必要

発電設備規模低圧（10-50kW）
高圧 50kW～500kW
高圧 500kW～２MW未満

特別高圧

PCSﾒｰｶｰ立合い
調整費
施工店実施
PCSメーカーによって異なる
ため個別見積
もり

制御機器
通信機器

現場設置調整工事費用

10～20万円

販売施工店

20万円～100万円
100～200万円

専用線による、特別工事を伴う施工店、制御機器メーカーの個別見積り

初期費用
合計目安
(概算）
20～50万円
50万円～300万円
200万円～700万円

規模・PCSの台数等によっても変動

2000万～
4000万円規模により大きく変動

なお、出力制御オンライン化非対応PCS（パワーコンディショナー）の場合、別途、PCS交換費用が発生するケースがある。旧ルールの下に設置されたPCSについては、各一般送配電事業者が公開している出力制御機能の技術仕様に対応できない機種が存在する。PCSの交換費用が大きくコスト回収に多くの年数が必要な場合は、次のPCS交換の際にオンライン化に対応することも選択肢の一つ。なお、PCSの耐用年数や改修の時期（10年～20年等）については、メーカーに確認のこと。

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４．オンライン化のメリットの算定について
 オンライン化による経済的なメリットは、制御一回当たりの制御時間が、オフラインよりも短くなる
ことに加え、現地操作が不要となることによる実務上の負担軽減や人件費削減が挙げられる。
 制御時間短縮による経済的メリットについては、「個別発電所の発電量」見通し、エリア内の「オンライン化によって低減できる制御量の割合」見通し、「個別発電所の売電単価」等の要因によって異なるため、個別の前提を用いて計算する必要があるが、式で表すと以下の通り。
1年間の経済的メリット（円）＝個別発電所の年間発電量見通し（kWh) × 個別発電所の売電単価 (円／kWh)× オンライン化によって低減できる制御量の割合見通し(%)

 ここでは、出力制御が発生している九州エリアを例に、あくまでも参考として制御時間の短縮による経済的メリットを算定。なお、オンライン化により技術者の現地派遣費を削減できる場合があるが、専用の機器設置により、遠隔で出力を停止できる別の手段もあるため、経済的メリットの算定には含めていない。（もし、そのような専用の機器を導入していない場合はメリットに含められる）
 算定するにあたって想定した前提条件は以下の通り
 オンライン化によって削減できる出力制御の割合の見通し:総発電量の3.3%（九州電力送配電殿による2022年度出力制御量見通しより算定。オフライン設備9.4％とオンライン設備6.1％の差より）
 発電所の設備利用率:14.5％（調達価格等算定委員会の資料より、10kW以上全体の平均値）
 売電単価:10円/kWh～40円/kWh
例えば、発電所の設備容量500kW、売電単価24円／kWhとした場合
年間発電量（kWh) ＝ 500kW×8760時間×14.5％＝ 635,100kWh

従って、1年間の経済的メリット（円）＝ 635,100kWh × 24 円／kWh × 3.3% = 502,999円

7参考:九州電力送配電殿による出力制御量見通し
第36回系統ワーキンググループ 資料2－9より抜粋

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５．オンライン化のメリット算定結果について:九州エリアの例
参考までに、九州エリアを例にオンライン化による経済的な年間メリットを、前述の４で示した前提条件 (設備利用率14.5%、オンライン化に出力制御の削減割合3.3％）で算定した。設備容量(kW)と売電単価によりメリットは大きく異なる。
実際のメリットは、エリア毎のオンライン化による出力制御の削減割合見通し、発電所毎の年間発電量見通しと売電単価を用いて算定する必要がある。
千円/年千円/年

低圧（10kW～50kW)

90807060504030
201001010円/kWh

設備容量kW203020円/kWh

900
800
700
600
500
400
300
200
100
04030円/kWh

3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
500

500

100010円/kWh20円/kWh

設備容量kW

1500

2000

30円/kWh40円/kWh30020円/kWh40030円/kWh50040円/kWh

特別高圧 2000～10000kW

千円/年3,500

設備容量kW20010円/kWh40円/kWh4,000010050

高圧 500kW～2000kW千円/年

高圧 100kW～500kW

18,00016,00014,00012,00010,000
8,000
6,000
4,000
2,0000

設備容量kW200010円/kWh

400020円/kWh

6000

800030円/kWh

1000040円/kWh9

６．オンライン化による初期費用回収期間の目安:九州エリアの例
参考までに、九州エリアを例に売電単価24円/kWhのケースでオンライン化による経済的なメリットを前述の４で示した前提
条件 (設備利用率14.5%、オンライン化に出力制御の削減割合3.3％）で算出し、前述３で目安として示した初期費用を何年で回収できるかを算定した（金利０％として）。なお、実際の回収期間は売電単価によって異なるため、個別の算定が必要。
また、通信費等の初期費用以外のコストは考慮していない。全体として、設備容量が大きい程、費用回収期間が短い傾向。

低圧:10kW - 50kW800

高圧 200kW - 500kW

千円
8,000700

7,000

600

6,000500

5,000

400

4,000

初期費用の目安

300

初期費用の目安

3,000

200

2,000

100

1,000
00123410kW

20kW

30kW

40kW

2345678910 11 12 13 14 15

オンライン化経過年数

200kW

50kW

高圧 500kW - 2000 kW

千円

15 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
オンライン化経過年数

300kW

400kW

500kW

特別高圧 2000 - 10000

千円
160,000

35,000140,000

30,000120,000

25,000100,000

20,00080,00015,00060,00010,000 初期費用の目安

40,0005,000

20,00001234500kW

5678910 11 12 13 14 15

オンライン化経過年数

1000kW

1500kW

2000kW

初期費用の目安

0122000kW

3454000kW

678910 11 12 13 14 15オンライン化経過年数

6000kW

8000kW

10000kW10７．旧ルール太陽光のオンライン化の費用・メリット想定時の留意事項
 オンライン化の初期費用:前述３及び６で示したオンライン化の初期費用はあくまでも目安であり、実際の費用は条件により異なる。従って、個別のケース毎に見積もり等による確認が必要。また、通信費等の維持費が別途発生する場合があるので費用対効果の算定時には留意が必要。
 九州エリアにおける「オンライン化による出力制御量削減の見通し」:既に出力制御が実施されており、オンライン設備とオフライン設備それぞれの出力制御見通しが算定され公表されている（7ぺージ参照）。
このような情報を参考にオンライン化によって削減できる出力制御の割合を想定することが可能。2022
度の出力制御比率として、旧ルールオンライン設備が6.1％、旧ルールオフライン設備は9.4％と見込まれており、その差3.3%（総発電量に対する比率）がオンライン化による削減量と想定される。なお、2023年以降については、制御量が減る可能性は低いため、2022年度の数値を用いて、前述６の初期費用回収期間の目安の算定を行った。
 九州以外のエリアにおける「オンライン化による出力制御量削減の見通し」:オンライン設備とオフライン設備それぞれの出力制御率の見込み等が公表されていないため、「オンライン化による出力制御量削減」の見通しを想定することは困難。一方、2022年4月以降に出力制御が開始されたエリアにおいては、九州エリアの例を参考にメリットを想定しつつ、見積もり等でオンライン化の費用を確認する等、オンライン化の費用対効果を直ぐにでも確認することが肝要。
 オンライン化による現地派遣費の削減の可能性:本資料においては、専用の機器設置により、オンライン化とは別に遠隔で出力を停止できる手段があるため、「制御時間の短縮による経済的メリットのみ」を算定している。一方、オンライン化により現地操作が不要となり、人件費削減効果が明らかな場合は、そのメリットも考慮すべき。（一例として、一回当たりの派遣費用が4万円で、年15回の制御回数のケースでは、年間の削減効果が60万円程度となる。）
オンライン化が義務付けられていない旧ルールの太陽光発電においては、オンライン化によって得られる事業者の経済的メリットが費用を上回る可能性は十分あり、またオンライン化の推進は再エネの主力電源化に不可欠と言える。未だ検討が進んでいない事業者におかれては、是非定量的な評価を実施願いたい。本資料
が、そのような評価の実施とオンライン化の推進の一助となれば幸いである。

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